一种分体式重力锚及施工方法

1.本发明涉及锚泊设备技术领域，尤其涉及一种分体式重力锚及施工方法。


背景技术：

2.浮式风机等海洋工程结构物需要通过锚固基础进行系泊，其一个锚固点要求的系泊力超过2000吨。目前使用的锚固基础包括拖曳锚、吸力锚、桩锚和重力锚等。其中重力锚具有不需要安装距离、锚固可靠性高和施工简单等优点。并且可适用于某些特殊的硬底质，如底质为薄的沉积物覆盖岩石，砾石等，系泊缆线连接易于检查和使用。但是重力锚的自重大，现场安装大小受装卸设备的限制，而海上大型安装设备资源稀缺，且费用极高，大大增加了浮式风机的安装成本。目前国内仅有不到5家单位具有7000吨起吊能力的施工设备，而具有2000吨起吊能力的施工设备则非常丰富。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种分体式重力锚及施工方法，降低对吊装设备的起吊能力要求，降低施工成本，便于进行海上吊装作业时的现场安装。
4.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
5.一种分体式重力锚，包括：
6.沉箱，所述沉箱顶端设置有多个插槽，所述插槽间隔设置；
7.重块，所述重块与所述插槽一一对应设置，所述重块的底端能够插设于所述插槽内；
8.锚索，所述锚索一端连接于所述沉箱上。
9.作为优选，所述重块包括：
10.插设部，所述插设部与所述插槽形状匹配；
11.吊耳，所述吊耳设置于所述插设部顶端，所述吊耳上设置有吊装孔。
12.作为优选，所述插设部为上大下小的圆台。
13.作为优选，所述重块还包括支撑部，所述支撑部的直径大于所述插设部顶端的直径，所述支撑部固设于所述插设部顶端，所述吊耳固设于所述支撑部顶端。
14.作为优选，所述支撑部为圆柱形，所述支撑部的直径大于所述插设部顶端的直径。
15.作为优选，所述支撑部的高度小于所述插设部的高度。
16.作为优选，所述沉箱由混凝土浇筑而成。
17.作为优选，所述插槽设置有九个，九个所述插槽呈网格形分布。
18.作为优选，所述沉箱底端设置有配重板。
19.一种分体式重力锚施工方法，用于对上述任一项所述的分体式重力锚进行吊装施工，包括如下步骤：
20.s1、起吊沉箱，并将所述沉箱安装就位；
21.s2、根据吊装设备的吊装能力和重块的重量确定重块最大吊装数量，判断所述重
块数量是否大于所述重块的最大吊装数量，如果所述重块的数量大于所述最大吊装数量，使用十字吊架以所述最大吊装数量进行本次所述重块的吊装，将所述重块插设于所述沉箱顶端的插槽内；
22.s3、判断剩余所述重块的数量是否大于所述最大吊装数量，如果剩余所述重块的数量大于所述最大吊装数量，使用十字吊架以所述最大吊装数量进行本次所述重块的吊装，如果剩余所述重块的数量小于所述最大吊装数量，则使用十字吊架以剩余所述重块的数量进行本次所述重块的吊装，将所述重块插设于所述沉箱顶端的所述插槽内。
23.本发明的有益效果：
24.本发明提供的分体式重力锚，包括沉箱、重块和锚索。沉箱顶端设置有多个插槽，插槽间隔设置。重块与插槽一一对应设置，重块的底端能够插设于插槽内。锚索一端连接于沉箱上。通过设置沉箱和重块，重块的底端能够插设于沉箱顶端的插槽内，从而在分体式重力锚安装时，可以分别吊装沉箱和重块，以降低对吊装设备的起吊能力要求，降低施工成本，并且重块与沉箱之间插设的连接方式使重块安装方便，便于进行海上吊装作业时对重块和沉箱进行现场海底安装。
附图说明
25.图1是本发明实施例提供的分体式重力锚的结构示意图；
26.图2是本发明实施例提供的分体式重力锚的沉箱的结构示意图；
27.图3是本发明实施例提供的分体式重力锚的重块的结构示意图；
28.图4是本发明实施例提供的十字吊架的结构示意图；
29.图5是本发明实施例提供的分体式重力锚施工方法的流程图。
30.图中：
31.100、十字吊架；1001、吊臂；1002、固定吊点；1003、移动吊点；
32.1、沉箱；11、插槽；12、配重板；
33.2、重块；
34.21、插设部；22、吊耳；23、支撑部。
具体实施方式
35.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
36.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
37.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特
征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
38.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
39.如图1-3所示，本实施例提供一种分体式重力锚，包括沉箱1、重块2和锚索。沉箱1顶端设置有多个插槽11，插槽11间隔设置。重块2与插槽11一一对应设置，重块2的底端能够插设于插槽11内。锚索一端连接于沉箱1上。
40.本实施例提供的分体式重力锚，通过设置沉箱1和重块2，重块2的底端能够插设于沉箱1顶端的插槽11内，从而在分体式重力锚安装时，可以分别吊装沉箱1和重块2，以降低对吊装设备性能要求，降低施工成本，并且重块2与沉箱1之间插设的连接方式使重块2安装方便，便于进行海上吊装作业时对重块2和沉箱1进行现场海底安装。
41.其中，沉箱1由混凝土浇筑而成。沉箱1的重量由施工单位吊装设备的起吊能力决定，在保证吊装作业安全的同时，沉箱1的重量应尽可能的大，以降低分体式重力锚的重心高度，提高分体式重力锚的抗风浪性能。
42.可选地，如图1所示，沉箱1的底端设置有配重板12，通过设置配重板12以降低分体式重力锚的重心。配重板12的重量根据重块2的重量和数量确定。在本实施例中，配重板12既起到降低分体式重力锚重心的作用，同时也是沉箱1的底板。
43.可选地，如图2所示，插槽11设置有九个，九个插槽11呈网格形分布。
44.可选地，如图3所示，重块2包括插设部21和吊耳22。插设部21与插槽11形状匹配。吊耳22设置于插设部21顶端，吊耳22上设置有吊装孔。通过在重块2顶端设置吊耳22便于重块2的吊装。
45.可选地，如图3所示，插设部21为上大下小的圆台。通过将插设部21设置为上大下小的圆台，并且由于沉箱1上的插槽11形状与插设部21匹配，在进行重块2的吊装时，插设部21的小直径端首先插入插槽11的大直径端，从而便于插设部21与插槽11的对准。
46.可选地，如图3所示，重块2还包括支撑部23，支撑部23的直径大于插设部21顶端的直径，支撑部23固设于插设部21顶端，吊耳22固设于支撑部23顶端。通过设置支撑部23，能够提高重块2的重量，以满足对分体式重力锚的系泊力要求。
47.可选地，如图3所示，支撑部23为圆柱形，支撑部23的直径大于插设部21顶端的直径。
48.可选地，重块2由钢材一体成型制作而成。由钢材制作重块2能够以较小的体积获得更大的质量，较小的体积使重块2吊装方便，较大的质量保证重块2对分体式重力锚的增重效果。
49.可选地，支撑部23的高度小于插设部21的高度。通过使支撑部23的高度小于插设部21的高度从而避免重块2的重心过高而导致分体式重力锚的重心过高。
50.如图5所示，本实施例还提供一种分体式重力锚施工方法，用于对上述的分体式重力锚进行吊装施工，包括如下步骤：
51.s1、起吊沉箱1，并将沉箱1安装就位。
52.s2、根据吊装设备的吊装能力和重块2的重量确定重块2最大吊装数量，判断重块2数量是否大于重块2的最大吊装数量，如果重块2的数量大于最大吊装数量，使用十字吊架100以最大吊装数量进行本次重块2的吊装，将重块2插设于沉箱1顶端的插槽11内。具体地，如图4所示，十字吊架100设置有一个固定吊点1002，十字吊架100的四个吊臂1001上分别设置有一个移动吊点，移动吊点的位置能够沿吊臂1001的延伸方向移动，便于进行重块2吊装时根据沉箱1的尺寸对移动吊点的位置进行调整。在进行重块2的吊装时，如果最大吊装数量为奇数，则吊装时，十字吊架100的中心处的固定吊点1002上悬挂一个重块2，其余重块2对称悬挂于十字吊架100的吊臂1001上的移动吊点1003上进行本次重块2的吊装。如果最大吊装数量为偶数，则将本次需要吊装的重块2对称悬挂于十字吊架100的吊臂1001上的移动吊点1002上进行本次重块2的吊装。本实施例中沉箱1顶端设置有九个插槽11，第一次进行重块2吊装时，将一个重块2悬挂于十字吊架100的中心处的固定吊点1002，四个重块2对称悬挂于十字吊架100的四个吊臂1001上的移动吊点1003上，十字吊架100中心处的重块2插设于沉箱1顶端中心处的插槽11，其余四个重块2分别插设于沉箱1四条边的中部的插槽11内。从而在保证最大化利用吊装设备吊装能力的同时，保证重块2插接过程中沉箱1的沉降保持均匀。
53.s3、判断剩余重块2的数量是否大于最大吊装数量，如果剩余重块2的数量大于最大吊装数量，使用十字吊架100以最大吊装数量进行本次重块2的吊装，如果剩余重块2的数量小于最大吊装数量，则使用十字吊架100以剩余重块2的数量进行本次重块2的吊装，将重块2插设于沉箱1顶端的插槽11内。在本实施例中，第二次进行重块2的吊装时，将剩余四个重块2分别悬挂于十字吊架100的四个吊臂1001上的移动吊点1003上进行吊装，四个重块2分别插设于沉箱1顶端四个顶点处的插槽11内，保证重块2插接过程中沉箱1的沉降保持均匀。
54.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

技术特征：
1.一种分体式重力锚，其特征在于，包括：沉箱(1)，所述沉箱(1)顶端设置有多个插槽(11)，所述插槽(11)间隔设置；重块(2)，所述重块(2)与所述插槽(11)一一对应设置，所述重块(2)的底端能够插设于所述插槽(11)内；锚索，所述锚索一端连接于所述沉箱(1)上。2.根据权利要求1所述的分体式重力锚，其特征在于，所述重块(2)包括：插设部(21)，所述插设部(21)与所述插槽(11)形状匹配；吊耳(22)，所述吊耳(22)设置于所述插设部(21)顶端，所述吊耳(22)上设置有吊装孔。3.根据权利要求2所述的分体式重力锚，其特征在于，所述插设部(21)为上大下小的圆台。4.根据权利要求3所述的分体式重力锚，其特征在于，所述重块(2)还包括支撑部(23)，所述支撑部(23)的直径大于所述插设部(21)顶端的直径，所述支撑部(23)固设于所述插设部(21)顶端，所述吊耳(22)固设于所述支撑部(23)顶端。5.根据权利要求4所述的分体式重力锚，其特征在于，所述支撑部(23)为圆柱形，所述支撑部(23)的直径大于所述插设部(21)顶端的直径。6.根据权利要求4所述的分体式重力锚，其特征在于，所述支撑部(23)的高度小于所述插设部(21)的高度。7.根据权利要求1所述的分体式重力锚，其特征在于，所述沉箱(1)由混凝土浇筑而成。8.根据权利要求1所述的分体式重力锚，其特征在于，所述插槽(11)设置有九个，九个所述插槽(11)呈网格形分布。9.根据权利要求1所述的分体式重力锚，其特征在于，所述沉箱(1)底端设置有配重板(12)。10.一种分体式重力锚施工方法，其特征在于，用于对权利要求1-9任一项所述的分体式重力锚进行吊装施工，包括如下步骤：s1、起吊沉箱(1)，并将所述沉箱(1)安装就位；s2、根据吊装设备的吊装能力和重块(2)的重量确定重块(2)最大吊装数量，判断所述重块(2)数量是否大于所述重块(2)的最大吊装数量，如果所述重块(2)的数量大于所述最大吊装数量，使用十字吊架(100)以所述最大吊装数量进行本次所述重块(2)的吊装，将所述重块(2)插设于所述沉箱(1)顶端的插槽(11)内；s3、判断剩余所述重块(2)的数量是否大于所述最大吊装数量，如果剩余所述重块(2)的数量大于所述最大吊装数量，使用所述十字吊架(100)以所述最大吊装数量进行本次所述重块(2)的吊装，如果剩余所述重块(2)的数量小于所述最大吊装数量，则使用所述十字吊架(100)以剩余所述重块(2)的数量进行本次所述重块(2)的吊装，将所述重块(2)插设于所述沉箱(1)顶端的所述插槽(11)内。

技术总结
本发明属于锚泊设备技术领域，公开了一种分体式重力锚及施工方法，分体式重力锚包括沉箱、重块和锚索。沉箱顶端设置有多个插槽，插槽间隔设置。重块与插槽一一对应设置，重块的底端能够插设于插槽内。锚索一端连接于沉箱上。通过设置沉箱和重块，重块的底端能够插设于沉箱顶端的插槽内，从而在分体式重力锚安装时，可以分别吊装沉箱和重块，以降低对吊装设备的起吊能力要求，降低施工成本，并且重块与沉箱之间插设的连接方式使重块安装方便，便于进行海上吊装作业时对重块和沉箱进行现场海底安装。装。装。


技术研发人员：康思伟 孙红军 刘亮 李飒 谢圣杰 李健民 栾辰宇 吕航 曹晨光 樊晶晶
受保护的技术使用者：天津大学
技术研发日：2021.12.01
技术公布日：2023/6/3